(57)【要約】【課題】  高い演色性を得ることができる発光ダイオードを提供すること。【解決手段】  青色に発光する青色系発光ダイオード素子４と、赤橙色に発光する赤橙色系発光ダイオード素子６と、青色系発光ダイオード素子４及び赤橙色系発光ダイオード素子６を覆うＹＡＧ蛍光体１０と、青色系発光ダイオード素子４、赤橙色系発光ダイオード素子６及びＹＡＧ蛍光体１０を覆う透光性を有するパッケージ１２と、を備え、青色系発光ダイオード素子４からの発光色、赤橙色系発光ダイオード素子６からの発光色及びＹＡＧ蛍光体１０からの蛍光色が混色されて白色光として発光される。赤橙色系発光ダイオード素子６からの光のピーク波長を５６０ｎｍ〜６５０ｎｍとすることにより、高い演色性を得ることができる。【選択図】  図１
2006352030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
青色に発光する青色系発光ダイオード素子と、赤橙色に発光する赤橙色系発光ダイオード素子と、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子を覆うＹＡＧ蛍光体と、前記青色系発光ダイオード素子、前記赤橙色系発光ダイオード素子及び前記ＹＡＧ蛍光体を覆う透光性を有するパッケージと、を備え、
前記赤橙色系発光ダイオード素子からの光のピーク波長は５６０ｎｍ〜６５０ｎｍであり、前記青色系発光ダイオード素子からの発光色、前記赤橙色系発光ダイオード素子からの発光色及び前記ＹＡＧ蛍光体からの蛍光色が混色されて白色光として発光されることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項２】
前記赤橙色系発光ダイオード素子からの光のピーク波長は、６００ｎｍ〜６２０ｎｍであることを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項３】
青色に発光する青色系発光ダイオード素子と、赤橙色に発光する赤橙色系発光ダイオード素子と、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子を覆うＹＡＧ蛍光体と、前記青色系発光ダイオード素子、前記赤橙色系発光ダイオード素子及び前記ＹＡＧ蛍光体を覆う透光性を有するパッケージと、を備え、
前記ＹＡＧ蛍光体は窒化ガリウムを含み、前記赤橙色系発光ダイオード素子からの光のうち、赤色波長成分が前記窒化ガリウムによって増大され、前記青色系発光ダイオード素子からの発光色、前記赤橙色系発光ダイオード素子からの発光色及び前記ＹＡＧ蛍光体からの蛍光色が混色されて白色光として発光されることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項４】
前記ＹＡＧ蛍光体は、石英粒子から構成される拡散層により覆われていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発光ダイオード。
【請求項５】
前記ＹＡＧ蛍光体は、石英粒子を含んでいることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発光ダイオード。
【請求項６】
前記ＹＡＧ蛍光体は、５〜５５重量％の石英粒子を含んでいることを特徴とする請求項５に記載の発光ダイオード。
【請求項７】
前記ＹＡＧ蛍光体は、３０〜５５重量％の石英粒子を含んでいることを特徴とする請求項６に記載の発光ダイオード。
【請求項８】
前記ＹＡＧ蛍光体は、５０〜５５重量％の石英粒子を含んでいることを特徴とする請求項７に記載の発光ダイオード。
【請求項９】
前記ＹＡＧ蛍光体は、５〜１５重量％の炭酸カルシウムを含んでいることを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載の発光ダイオード。
【請求項１０】
前記石英粒子は、ニオブ、酸化チタン又は三酸化二鉄のうち少なくとも１つを拡散剤として含んでいることを特徴とする請求項５〜９のいずれかに記載の発光ダイオード。
【請求項１１】
一対の前記青色系発光ダイオード素子と１個の前記赤橙色系発光ダイオード素子とが三角状に配置されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の発光ダイオード。
【請求項１２】
前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子に関連して、取付部を有するリードフレームが設けられ、前記取付部には相互に接続された３つの円弧状の取付凹部が設けられており、
一対の前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子が、対応する前記取付凹部の底部に取り付けられていることを特徴とする請求項１１に記載の発光ダイオード。
【請求項１３】
前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子に関連して、取付部を有するリードフレームが設けられており、前記取付部には前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子が配設され、前記取付部の一部は、前記パッケージより外部に露出していることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の発光ダイオード。
【請求項１４】
青色に発光する青色系発光ダイオード素子と、赤橙色に発光する赤橙色系発光ダイオード素子と、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子を覆うＹＡＧ蛍光体と、前記青色系発光ダイオード素子、前記赤橙色系発光ダイオード素子及び前記ＹＡＧ蛍光体を覆う透光性を有するパッケージと、を備え、
前記パッケージには、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子からの光を反射する凹面状反射面を有する反射用凹部が設けられており、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子は前記反射用凹部の開口部に設けられ、前記凹面状反射面は、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子の照射側に配設され、前記凹面状反射面と前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子との間には透光性樹脂層が設けられ、前記反射用凹部の前記開口部にはＹＡＧ蛍光体が設けられており、
前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子からの光は前記透光性樹脂層を通して前記凹面状反射面で反射され、この反射光は前記透光性樹脂層及び前記ＹＡＧ蛍光体を通して外部に照射されることを特徴とする発光ダイオード。
【請求項１５】
青色に発光する青色系発光ダイオード素子と、赤橙色に発光する赤橙色系発光ダイオード素子と、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子を覆うＹＡＧ蛍光体と、前記青色系発光ダイオード素子、前記赤橙色系発光ダイオード素子及び前記ＹＡＧ蛍光体を覆う透光性を有するパッケージと、を備え、
前記パッケージには、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子からの光を反射する凹面状反射面を有する反射用凹部が設けられており、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子は前記反射用凹部の開口部に設けられ、前記凹面状反射面は、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子の照射側に配設され、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子の照射側は前記ＹＡＧ蛍光体により覆われ、前記凹面状反射面と前記ＹＡＧ蛍光体との間には第１透光性樹脂層が設けられ、前記反射用凹部の前記開口部には第２透光性樹脂層が設けられており、
前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子からの光は前記ＹＡＧ蛍光体及び前記透光性樹脂層を通して前記凹面状反射面で反射され、この反射光は前記第１透光性樹脂層及び前記第２透光性樹脂層を通して外部に照射されることを特徴とする発光ダイオード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル等の表示装置のバックライト光源や、ＬＥＤディスプレイなどに用いられる白色光を発光する発光ダイオードに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶パネル等の表示装置のバックライト光源や、ＬＥＤディスプレイなどには白色光を発光する発光ダイオードが用いられており、この発光ダイオードは、白熱電球や蛍光灯などに替わる新しい光源として期待が高まっている。この発光ダイオードは、赤色に発光する赤色系発光ダイオード素子と、緑色に発光する緑色系発光ダイオード素子と、青色に発光する青色系発光ダイオード素子と、これら各発光ダイオード素子を覆う透光性を有するパッケージと、を備えており、各発光ダイオード素子からの赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の各発光色を混色させることにより白色光が発光される。しかしながら、このようにＲＧＢの三原色を利用した発光ダイオードでは、各発光ダイオード素子の駆動電圧や発光出力などが相違するため発光ダイオードの駆動回路が複雑になり、また各発光ダイオード素子の温度特性や配光特性なども相違するため、効率的に白色光を発光することができないという問題がある。
【０００３】
そこで近年、上述したような問題を解消すべく、青色系発光ダイオード素子からの発光色をＹＡＧ蛍光体により色変換させる方式の発光ダイオードが開発され、利用に供されている（例えば、特許文献１参照）。この発光ダイオードは、青色に発光する青色系発光ダイオード素子と、青色系発光ダイオード素子を覆うＹＡＧ蛍光体と、青色系発光ダイオード素子及びＹＡＧ蛍光体を覆うパッケージと、を備えており、ＹＡＧ蛍光体を青色系発光ダイオード素子からの青色光により蛍光発光させ、ＹＡＧ蛍光体を透過した青色系発光ダイオード素子からの発光色（青色）と、ＹＡＧ蛍光体からの蛍光色（黄色）とを混色させることにより白色光が発光される。
【０００４】
【特許文献１】特許第２９２７２７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に記載の発光ダイオードでは、次のような問題がある。発光ダイオードからの白色光のスペクトルは図９に示すようになり、赤色の可視光の波長領域におけるスペクトルの強度は、他の可視光の波長領域におけるスペクトルの強度よりも低くなっており、自然光のスペクトルと大きく相違している。したがって、例えば、赤色の可視光の波長領域における色を有する照明対象物をこの発光ダイオードにより照明した場合には、その反射光の赤色波長成分は、自然光により照明対象物を照明した場合における反射光の赤色波長成分よりも大幅に低下してしまい、反射光の再現性が低下して高い演色性を得ることができないという問題がある。また、発光ダイオードからの白色光のスペクトルは、青色の可視光の波長領域においてピーク波長が約４６４ｎｍの急峻なスペクトルを有しており、この波長成分の光はメラトニンを抑制する効果を有しているため、発光ダイオードからの白色光により人体の視神経が刺激され、脳に悪影響が及ぶおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、赤色波長成分においても高い演色性を得ることができる発光ダイオードを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に記載の発光ダイオードでは、青色に発光する青色系発光ダイオード素子と、赤橙色に発光する赤橙色系発光ダイオード素子と、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子を覆うＹＡＧ蛍光体と、前記青色系発光ダイオード素子、前記赤橙色系発光ダイオード素子及び前記ＹＡＧ蛍光体を覆う透光性を有するパッケージと、を備え、
前記赤橙色系発光ダイオード素子からの光のピーク波長は５６０ｎｍ〜６５０ｎｍであり、前記青色系発光ダイオード素子からの発光色、前記赤橙色系発光ダイオード素子からの発光色及び前記ＹＡＧ蛍光体からの蛍光色が混色されて白色光として発光されることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に記載の発光ダイオードでは、前記赤橙色系発光ダイオード素子からの光のピーク波長は、６００ｎｍ〜６２０ｎｍであることを特徴とする。
さらに、本発明の請求項３に記載の発光ダイオードでは、青色に発光する青色系発光ダイオード素子と、赤橙色に発光する赤橙色系発光ダイオード素子と、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子を覆うＹＡＧ蛍光体と、前記青色系発光ダイオード素子、前記赤橙色系発光ダイオード素子及び前記ＹＡＧ蛍光体を覆う透光性を有するパッケージと、を備え、
前記ＹＡＧ蛍光体は窒化ガリウムを含み、前記赤橙色系発光ダイオード素子からの光のうち、赤色波長成分が前記窒化ガリウムによって増大され、前記青色系発光ダイオード素子からの発光色、前記赤橙色系発光ダイオード素子からの発光色及び前記ＹＡＧ蛍光体からの蛍光色が混色されて白色光として発光されることを特徴とする。
【０００９】
さらにまた、本発明の請求項４に記載の発光ダイオードでは、前記ＹＡＧ蛍光体は、石英粒子から構成される拡散層により覆われていることを特徴とする。
また、本発明の請求項５に記載の発光ダイオードでは、前記ＹＡＧ蛍光体は、石英粒子を含んでいることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の請求項６に記載の発光ダイオードでは、前記ＹＡＧ蛍光体は、５〜５５重量％の石英粒子を含んでいることを特徴とする。
また、本発明の請求項７に記載の発光ダイオードでは、前記ＹＡＧ蛍光体は、３０〜５５重量％の石英粒子を含んでいることを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の請求項８に記載の発光ダイオードでは、前記ＹＡＧ蛍光体は、５０〜５５重量％の石英粒子を含んでいることを特徴とする。
また、本発明の請求項９に記載の発光ダイオードでは、前記ＹＡＧ蛍光体は、５〜１５重量％の炭酸カルシウムを含んでいることを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の請求項１０に記載の発光ダイオードでは、前記石英粒子は、ニオブ、酸化チタン又は三酸化二鉄のうち少なくとも１つを拡散剤として含んでいることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項１１に記載の発光ダイオードでは、一対の前記青色系発光ダイオード素子と１個の前記赤橙色系発光ダイオード素子とが三角状に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明の請求項１２に記載の発光ダイオードでは、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子に関連して、取付部を有するリードフレームが設けられ、前記取付部には相互に接続された３つの円弧状の取付凹部が設けられており、
一対の前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子が、対応する前記取付凹部の底部に取り付けられていることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項１３に記載の発光ダイオードでは、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子に関連して、取付部を有するリードフレームが設けられており、前記取付部には前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子が配設され、前記取付部の一部は、前記パッケージより外部に露出していることを特徴とする。
【００１６】
さらに、本発明の請求項１４に記載の発光ダイオードでは、青色に発光する青色系発光ダイオード素子と、赤橙色に発光する赤橙色系発光ダイオード素子と、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子を覆うＹＡＧ蛍光体と、前記青色系発光ダイオード素子、前記赤橙色系発光ダイオード素子及び前記ＹＡＧ蛍光体を覆う透光性を有するパッケージと、を備え、
前記パッケージには、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子からの光を反射する凹面状反射面を有する反射用凹部が設けられており、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子は前記反射用凹部の開口部に設けられ、前記凹面状反射面は、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子の照射側に配設され、前記凹面状反射面と前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子との間には透光性樹脂層が設けられ、前記反射用凹部の前記開口部はＹＡＧ蛍光体により覆われており、
前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子からの光は前記透光性樹脂層を通して前記凹面状反射面で反射され、この反射光は前記透光性樹脂層及び前記ＹＡＧ蛍光体を通して外部に照射されることを特徴とする。
【００１７】
さらにまた、本発明の請求項１５に記載の発光ダイオードは、青色に発光する青色系発光ダイオード素子と、赤橙色に発光する赤橙色系発光ダイオード素子と、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子を覆うＹＡＧ蛍光体と、前記青色系発光ダイオード素子、前記赤橙色系発光ダイオード素子及び前記ＹＡＧ蛍光体を覆う透光性を有するパッケージと、を備え、
前記パッケージには、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子からの光を反射する凹面状反射面を有する反射用凹部が設けられており、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子は前記反射用凹部の開口部に設けられ、前記凹面状反射面は、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子の照射側に配設され、前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子の照射側は前記ＹＡＧ蛍光体により覆われ、前記凹面状反射面と前記ＹＡＧ蛍光体との間には第１透光性樹脂層が設けられ、前記反射用凹部の前記開口部には第２透光性樹脂層が設けられており、
前記青色系発光ダイオード素子及び前記赤橙色系発光ダイオード素子からの光は前記ＹＡＧ蛍光体及び前記透光性樹脂層を通して前記凹面状反射面で反射され、この反射光は前記第１透光性樹脂層及び前記第２透光性樹脂層を通して外部に照射されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１に記載の発光ダイオードによれば、青色系発光ダイオード素子からの発光色、赤橙色系発光ダイオード素子からの発光色及びＹＡＧ蛍光体からの蛍光色が混色されて白色光として発光されるので、発光ダイオードからの白色光のスペクトルのうち、赤色の可視光の波長領域におけるスペクトルの強度を高めることができ、これにより発光ダイオードからの白色光のスペクトルを自然光のスペクトルに近付けることができ、高い演色性を得ることが可能となる。また、赤橙色系発光ダイオード素子からの光のピーク波長は５６０ｎｍ〜６５０ｎｍに構成されており、これによって、発光ダイオードからの白色光のスペクトルのうち赤色の可視光の波長領域におけるスペクトルの強度をより高めることができ、より高い演色性を得ることが可能となる。さらに、赤橙色系発光ダイオード素子のピーク波長を５６０ｎｍ〜６５０ｎｍに構成することにより、ピーク波長が約４６４ｎｍのスペクトルを有する白色光のメラトニン抑制作用を低減させることができ、発光ダイオードからの白色光が人体の視神経を刺激して、脳に悪影響を及ぼすという問題を解消することが可能となる。
【００１９】
また、本発明の請求項２に記載の発光ダイオードによれば、赤橙色系発光ダイオード素子からの光のピーク波長は６００ｎｍ〜６２０ｎｍに構成されているので、発光ダイオードからの白色光のスペクトルのうち赤色の可視光の波長領域におけるスペクトルの強度をより高めることができ、より高い演色性を得ることが可能となる。また、ピーク波長が約４６４ｎｍのスペクトルを有する白色光のメラトニン抑制作用を低減させることができ、発光ダイオードからの白色光が人体の視神経を刺激して、脳に悪影響を及ぼすという問題を解消することが可能となる。
【００２０】
さらに、本発明の請求項３に記載の発光ダイオードによれば、青色系発光ダイオード素子からの発光色、赤橙色系発光ダイオード素子からの発光色及びＹＡＧ蛍光体からの蛍光色が混色されて白色光として発光されるので、発光ダイオードからの白色光のスペクトルのうち、赤色の可視光の波長領域におけるスペクトルの強度を高めることができ、これにより発光ダイオードからの白色光のスペクトルを自然光のスペクトルに近付けることができ、高い演色性を得ることができる。また、ＹＡＧ蛍光体は窒化ガリウムを含んでいるので、赤橙色系発光ダイオード素子からの光のうち赤色波長成分が窒化ガリウムによって増大され、これにより発光ダイオードからの白色光のスペクトルのうち、赤色の可視光の波長領域におけるスペクトルの強度をより高めることができ、より高い演色性を得ることが可能となる。
【００２１】
また、本発明の請求項４に記載の発光ダイオードによれば、ＹＡＧ蛍光体は、石英粒子から構成される拡散層により覆われているので、各発光ダイオード素子からの発光色及びＹＡＧ蛍光体からの蛍光色をこの拡散層によってムラなく均一に混色させることが可能となる。また、この多数の石英粒子の作用によって、発光ダイオードからの白色光のスペクトルのうち青色の可視光の波長領域におけるスペクトルの強度を抑制することができ、これによって、発光ダイオードからの白色光を自然光のスペクトルにより近付けることができる。
【００２２】
さらに、本発明の請求項５に記載の発光ダイオードによれば、ＹＡＧ蛍光体は石英粒子を含んでいるので、各発光ダイオード素子からの発光色及びＹＡＧ蛍光体からの蛍光色をこの石英粒子によってムラなく均一に混色させることが可能となる。また、ＹＡＧ蛍光体に石英粒子を混入することによって、ＹＡＧ蛍光体の耐熱性を向上させることができるので、各発光ダイオード素子からの熱によってＹＡＧ蛍光体が変質又は劣化するなどの問題を解消することが可能となる。また、この石英粒子の作用によって、発光ダイオードからの白色光のスペクトルのうち青色の可視光の波長領域におけるスペクトルの強度を抑制することができ、これによって、発光ダイオードからの白色光を自然光のスペクトルにより近付けることができる。さらに、ＹＡＧ蛍光体に石英粒子を混入することによって、白色光の発光面積が増大し、これにより白色光の発光効率を向上させることが可能となる。
【００２３】
また、本発明の請求項６に記載の発光ダイオードによれば、ＹＡＧ蛍光体は、５〜５５重量％の石英粒子を含んでいるので、各発光ダイオード素子からの発光色及びＹＡＧ蛍光体からの蛍光色をこの石英粒子によってムラなく均一に混色させることができるとともに、一般的に高価であるＹＡＧ蛍光体の相対重量を低減することができる。したがって、高い演色性を得ることができるとともに、製造コストを低減することができる発光ダイオードの提供が可能となる。
【００２４】
さらに、本発明の請求項７に記載の発光ダイオードによれば、ＹＡＧ蛍光体は、３０〜５５重量％の石英粒子を含んでいるので、各発光ダイオード素子からの発光色及びＹＡＧ蛍光体からの蛍光色をこの石英粒子によってムラなく均一に混色することができるとともに、一般的に高価であるＹＡＧ蛍光体の相対重量を好適に低減することができる。したがって、高い演色性を得ることができるとともに、製造コストを好適に低減することができる発光ダイオードの提供が可能となる。
【００２５】
また、本発明の請求項８に記載の発光ダイオードによれば、ＹＡＧ蛍光体は、５０〜５５重量％の石英粒子を含んでいるので、各発光ダイオード素子からの発光色及びＹＡＧ蛍光体からの蛍光色をこの石英粒子によってムラなく均一に混色することができるとともに、一般的に高価であるＹＡＧ蛍光体の相対重量を最適に低減することができる。したがって、高い演色性を得ることができるとともに、製造コストを最適に低減することができる発光ダイオードの提供が可能となる。
【００２６】
さらに、本発明の請求項９に記載の発光ダイオードによれば、ＹＡＧ蛍光体は、５〜１５重量％の炭酸カルシウムを含んでいるので、この炭酸カルシウムの作用により、各発光ダイオード素子からの発光色及びＹＡＧ蛍光体からの蛍光色を混色して得られる白色光の色温度のうち、白色の色温度成分（約５２００Ｋ程度）を高めることが可能となる。
【００２７】
また、本発明の請求項１０に記載の発光ダイオードによれば、石英粒子は、ニオブ、酸化チタン又は三酸化二鉄のうち少なくとも１つを拡散剤として含んでいるので、各発光ダイオード素子からの発光色及びＹＡＧ蛍光体からの蛍光色を効率よく拡散させることができ、混色性をより高めることが可能となる。
【００２８】
さらに、本発明の請求項１１に記載の発光ダイオードによれば、一対の青色発光ダイオード素子と１個の赤橙色系発光ダイオード素子とが三角状に配置されているので、各発光ダイオード素子の離間距離を小さくすることができ、これにより各発光ダイオード素子からの発光色及びＹＡＧ蛍光体からの蛍光色の混色性を高めることが可能となる。
【００２９】
また、本発明の請求項１２に記載の発光ダイオードによれば、リードフレームの取付部には、相互に接続された３つの円弧状の取付凹部が設けられており、各発光ダイオード素子は対応する取付凹部の底部にそれぞれ取り付けられているので、この取付凹部にＹＡＧ蛍光体を配設することによって、各発光ダイオード素子からの立体角状に拡がった配光をＹＡＧ蛍光体によりカバーすることができ、これにより各発光ダイオード素子からの発光色及びＹＡＧ蛍光体からの蛍光色の混色性を高めることが可能となる。
【００３０】
さらに、本発明の請求項１３に記載の発光ダイオードによれば、リードフレームの取付部には青色系発光ダイオード素子及び赤橙色系発光ダイオード素子が配設され、また取付部の一部は、パッケージより外部に露出しているので、この取付部に伝達された各発光ダイオード素子からの熱を外部の空気流によって効率よく放熱させることができ、各発光ダイオード素子を効率よく発光させることが可能となる。また、このように各発光ダイオード素子からの熱を効率よく放熱させることができることから、発光ダイオードからの発光出力を高めるために各発光ダイオード素子に大電流を供給することも可能となる。
【００３１】
また、本発明の請求項１４に記載の発光ダイオードによれば、青色系発光ダイオード素子及び赤橙色系発光ダイオード素子からの光は透光性樹脂層を通して凹面状反射面で反射され、この反射光は透光性樹脂層及びＹＡＧ蛍光体を通して外部に照射されるので、各発光ダイオード素子からの光を効率よく照明に寄与させることができ、発光ダイオードの発光効率を高めることが可能となる。
【００３２】
さらにまた、本発明の請求項１５に記載の発光ダイオードによれば、青色系発光ダイオード素子及び赤橙色系発光ダイオード素子からの光はＹＡＧ蛍光体及び第１透光性樹脂層を通して凹面状反射面で反射され、この反射光は第１透光性樹脂層及び第２透光性樹脂層を通して外部に照射されるので、上述したと同様に発光ダイオードの発光効率を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、添付図面を参照して、本発明に従う発光ダイオードの各種実施形態について説明する。
第１の実施形態
まず、図１〜図４を参照して、第１の実施形態の発光ダイオードについて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による発光ダイオードの概略断面図であり、図２は、図１の発光ダイオードのＡ−Ａ’線による断面図であり、図３は、図１の各発光ダイオード素子からの光のスペクトルを示す図であり、図４は、図１の発光ダイオードからの白色光のスペクトルを示す図である。
【００３４】
図１及び図２を参照して、図示の発光ダイオード２は、青色の可視光（以下、「青色光」という）を発光する青色系発光ダイオード素子４と、赤橙色（赤色及び橙色を含む）の可視光（以下、「赤橙色光」という）を発光する赤橙色系発光ダイオード素子６と、青色系発光ダイオード素子４及び赤橙色系発光ダイオード素子６が取り付けられるリードフレーム８と、青色系発光ダイオード素子４及び赤橙色系発光ダイオード素子６を覆うＹＡＧ蛍光体１０と、青色系発光ダイオード素子４、赤橙色系発光ダイオード素子６及びＹＡＧ蛍光体１０を覆うパッケージ１２と、を備えている。以下、これら各構成要素について説明する。
【００３５】
青色系発光ダイオード素子４は、チップ状に構成され、例えばピーク波長が約４６４ｎｍである青色光を発光する。この青色系発光ダイオード素子４としては、ピーク波長が４３０ｎｍ〜４８０ｎｍのものを用いるのが好ましい。赤橙色系発光ダイオード素子６は、チップ状に構成され、例えばピーク波長が約６００ｎｍである赤橙色光を発光する。この赤橙色系発光ダイオード素子６としては、ピーク波長が５６０ｎｍ〜６５０ｎｍのものを用いるのが好ましく、またピーク波長が６００ｎｍ〜６２０ｎｍのものを用いるのがより好ましい。これら各発光ダイオード素子４，６の底部にはそれぞれ一対の電極（図示せず）が設けられており、この一対の電極に所定の電力が供給されることにより、各発光ダイオード素子４，６が発光される。本実施形態では、青色系発光ダイオード素子４は２個設けられ、また赤橙色系発光ダイオード素子６は１個設けられている。
【００３６】
リードフレーム８は、第１〜第４リードフレーム１４ａ〜１４ｄから構成されており、第１〜第３リードフレーム１４ａ〜１４ｃはそれぞれ、所定方向に延びるリード部１６ａ〜１６ｃと、リード部１６ａ〜１６ｃの一端部（図１において上側の端部）に設けられた接続部１８ａ〜１８ｃと、を備えている。第４リードフレーム１４ｄは、プレート状の取付部２０と、この取付部２０の一側部の一端部より略垂直に延びるリード部１６ｄと、を備えており、取付部２０の一側部の他端部には第３リードフレーム１４ｃの接続部１８ｃが配設され、また取付部２０の他側部の両端部にはそれぞれ第１及び第２リードフレーム１４ａ，１４ｂの接続部１８ａ，１８ｂが配設され、これによって、各リード部１６ａ〜１６ｄは、取付部２０の四隅よりそれぞれ下方に延びて配設される。取付部２０の中央部には、カップ状に下方（図１において下方）に突出された３つの取付凹部２２が設けられており、これら取付凹部２２の凹側における底部２４には、一対（すなわち２個）の青色系発光ダイオード素子４及び１個の赤橙色系発光ダイオード素子６が取り付けられている。一対の青色系発光ダイオード素子４及び赤橙色系発光ダイオード素子６は、所定の間隔を置いて三角状に配設され（図２参照）、対応する取付凹部２２の底部２４にそれぞれ取り付けられている。各取付凹部２２は円弧状に構成され、取付凹部２２全体は、各取付凹部２２の隣接する端部が相互に接続されることにより正三角形状に配設された３つの円弧状に構成されており、各発光ダイオード素子４，６は、これら３つの円弧状の取付凹部２２によりそれぞれ規定される円の各中央部にそれぞれ配置されている。各発光ダイオード素子４，６をこのように配置することによって、後述するように、各発光ダイオード素子４，６の立体角状に拡がった配光の大部分をＹＡＧ蛍光体１０（後述する）によりカバーすることができ、各発光ダイオード素子４，６からの発光色及びＹＡＧ蛍光体１０からの蛍光色の混色性を高めることが可能となる。なお、これら各発光ダイオード素子４，６は、相互に近接させて配置することが好ましい。
【００３７】
取付凹部２２の凹側における底部２４には、第４リードフレーム１４ｄのリード部１６ｄとそれぞれ電気的に接続された共通電極パターン（図示せず）が設けられており、各発光ダイオード素子４，６の一方の電極は、Ａｇペースト（図示せず）を介してこの共通電極パターンにそれぞれ電気的に接続されている。また、青色系発光ダイオード素子４の他方の電極は、ボンディングワイヤ２６を介して第１及び第３リードフレーム１４ａ，１４ｃの接続部１８ａ，１８ｃにそれぞれ電気的に接続され、また赤橙色系発光ダイオード素子６の他方の電極は、ボンディングワイヤ２８を介して第２リードフレーム１４ｂの接続部１８ｂに電気的に接続されている。
【００３８】
ＹＡＧ蛍光体１０（イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体）は、例えば、（Ｙ，Ｇｄ）３Ａｌ５Ｏ１２、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２又はＹ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２などから構成されており、青色系発光ダイオード素子４からの青色光を約５５５ｎｍのピーク波長を有する黄色系の可視光（以下、「蛍光」という）に変換することにより蛍光発光される。このＹＡＧ蛍光体１０は、第４リードフレーム１４ｄの取付部２０の取付凹部２２内に充填されて各発光ダイオード素子４，６を覆っており、またその上端部には、多数の石英粒子３０から構成される拡散層３２（後述する）が設けられている。なお、図２では、この拡散層３２の図示を省略してある。
【００３９】
パッケージ１２は、例えばエポキシ樹脂などの透光性を有する樹脂から構成され、矩形状のベース部３４と、このベース部３４（図１において上側の端部）より延びる砲弾状の発光部３６と、を備えている。ベース部３４は、各発光ダイオード素子４，６、ＹＡＧ蛍光体１０及び第４リードフレーム１４ｄの取付部２０をそれぞれ覆っており、第１〜第４リードフレーム１４ａ〜１４ｄの各リード部１６ａ〜１６ｄは、ベース部３４の他端部よりそれぞれ外部に突出されている。発光部３６は各発光ダイオード素子４，６の照射側に配設され、発光部３６の先端部には、白色光（後述する）を集光するためのレンズ部３８が設けられている。
【００４０】
次に、図１〜図４を参照して、第１の実施形態の発光ダイオード２による発光について説明する。発光ダイオード２の第１〜第４リードフレーム１４ａ〜１４ｄの各リード部１６ａ〜１６ｄは、例えば回路基板（図示せず）に設けられた配線パターン（図示せず）などに半田付けなどにより電気的に接続され、これにより、所定の正電圧が配線パターンを介して第１〜第３リードフレーム１４ａ〜１４ｃの各リード部１６ａ〜１６ｃにそれぞれ印加され、また所定の負電圧が配線パターンを介して第４リードフレーム１４ｄのリード部１６ｄに印加される。第１〜第３リードフレーム１４ａ〜１４ｃの各リード部１６ａ〜１６ｃに印加された所定の正電圧は、ボンディングワイヤ２６，２８を介して各発光ダイオード素子４，６の他方の電極に印加され、また第４リードフレーム１４ｄのリード部１６ｄに印加された所定の負電圧は、Ａｇペーストを介して各発光ダイオード素子４，６の一方の電極に印加され、これにより、青色系発光ダイオード素子４は、例えばピーク波長が約４６４ｎｍである青色光を発光し、また赤橙色系発光ダイオード素子６は、例えばピーク波長が約６００ｎｍである赤橙色光を発光する。青色系発光ダイオード素子４からの青色光の一部は、ＹＡＧ蛍光体１０に吸収されて励起され、これによりＹＡＧ蛍光体１０が蛍光発光され、例えばピーク波長が約５５５ｎｍである蛍光がＹＡＧ蛍光体１０より発光される。
【００４１】
青色系発光ダイオード素子４からの青色光、赤橙色系発光ダイオード素子６からの赤橙色光及びＹＡＧ蛍光体１０からの蛍光はそれぞれＹＡＧ蛍光体１０及び拡散層３２を透過し、青色系発光ダイオード素子４からの発光色（青色）、赤橙色系発光ダイオード素子６からの発光色（赤橙色）及びＹＡＧ蛍光体１０からの蛍光色（黄色）がＹＡＧ蛍光体１０内及び拡散層３２内において混色される。特に、各発光ダイオード４，６からの青色光、赤橙色光及びＹＡＧ蛍光体１０からの蛍光は、拡散層３２を透過する際に拡散層３２内の多数の石英粒子３０により散乱されるので、各発光色及び蛍光色をムラなく均一に混色することができる。このように各発光色及び蛍光色が混色されることによって自然な白色光が発光され、この発光された白色光はパッケージ１２の発光部３６内を透過し、さらにレンズ部３８により集光されることにより光軸を中心に立体角状に拡がった配光を形成する。なお、上述したように、各発光ダイオード素子４，６は三角状に相互に近接して配設されており、また取付凹部２２が上述したような形状に構成されることにより各発光ダイオード素子４，６からの立体角状に拡がった配光の大部分はＹＡＧ蛍光体１０によりカバーされるので、各発光ダイオード素子４，６からの発光色及びＹＡＧ蛍光体１０からの蛍光色の混色性を高めることができる。
【００４２】
図３及び図４を参照して、本実施形態の発光ダイオード２より発光される白色光のスペクトルについて説明する。発光ダイオード２より発光される白色光のスペクトルＳは、青色系発光ダイオード素子４のみを発光させた場合のスペクトルＳｂと、赤橙色系発光ダイオード素子６のみを発光させた場合のスペクトルＳｒとが合成されたスペクトルとなる。まず、スペクトルＳｂについて説明すると、第１及び第３リードフレーム１４ａ，１４ｃのみに所定の正電圧を印加するとともに第４リードフレーム１４ｄに所定の負電圧を印加して、青色系発光ダイオード素子４のみを発光させた場合において、スペクトルＳｂは、例えば約４６４ｎｍのピーク波長を有する急峻なスペクトルと、例えば約５５５ｎｍのピーク波長を有するなだらかなスペクトルとが合成されて繋がったスペクトルとなる。次に、スペクトルＳｒについて説明すると、第２リードフレーム１４ｂのみに所定の正電圧を印加するとともに第４リードフレーム１４ｄに所定の負電圧を印加して、赤橙色系発光ダイオード素子６のみを発光させた場合において、スペクトルＳｒは、例えば約６００ｎｍのピーク波長を有する急峻なスペクトルとなる。
【００４３】
発光ダイオード２からの白色光のスペクトルＳは、青色系発光ダイオード素子４及び赤橙色系発光ダイオード素子６をともに発光させた場合において、上述したスペクトルＳｂとスペクトルＳｒとが合成されたスペクトルとなり、具体的には、青色の可視光の波長領域におけるピーク波長が例えば約４６４ｎｍのスペクトルと、緑色の可視光の波長領域におけるピーク波長が例えば約５５５ｎｍのスペクトルと、赤色の可視光の波長領域におけるピーク波長が例えば約６００ｎｍのスペクトルとが繋がった形状となる。したがって、従来の発光ダイオードと比して赤色の可視光の波長領域におけるスペクトルの強度が増大され（図４及び図８参照）、発光ダイオード２からの白色光のスペクトルを自然光のスペクトルに近付けることができ、これによって自然光と同等程度の高い演色性を得ることが可能となる。例えば、赤色の可視光の波長領域における色を有する照明対象物（図示せず）を本実施形態による発光ダイオード２により照明した場合において、その反射光の赤色波長成分は、自然光により照明対象物を照明した場合とほぼ同じ強度となり、反射光の再現性が向上して高い演色性を得ることができる。
【００４４】
また、拡散層３２に混入された多数の石英粒子３０の作用によって、スペクトルＳの青色の可視光の波長領域におけるスペクトル（例えばピーク波長約４６４ｎｍ）の強度を抑制することができ（図４及び図８参照）、これによって、発光ダイオード２からの白色光を自然光のスペクトルにより近付けることができる。さらに、赤橙色系発光ダイオード素子６からのピーク波長が例えば約６００ｎｍである赤橙色光の作用によって、発光ダイオード２からの白色光の有するメラトニン抑制作用を低減することができ、発光ダイオード２からの白色光が視神経を刺激して、脳に悪影響を及ぼすのを防止することができる。
【００４５】
なお、本実施形態では、ピーク波長が約６００ｎｍの赤橙色系発光ダイオード素子６を用いたが、これに限られず、ピーク波長が５６０ｎｍ〜６５０ｎｍの赤橙色系発光ダイオード素子６を用いることにより、上述したのと同様の作用効果を達成することが可能である。
【００４６】
第２の実施形態
次に、図５を参照して、第２の実施形態の発光ダイオードについて説明する。図５は、本発明の第２の実施形態による発光ダイオードを示す概略断面図である。なお、以下の実施形態において、第１の実施形態と実質上同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４７】
第２の実施形態の発光ダイオード２Ａでは、ＹＡＧ蛍光体１０Ａは多数の石英粒子３０を含んでおり、これにより上述した実施形態と同様に、各発光ダイオード素子４，６からの光及びＹＡＧ蛍光体１０Ａからの蛍光がこの多数の石英粒子３０によって散乱されることにより、各発光ダイオード素子４，６からの発光色及びＹＡＧ蛍光体１０Ａからの蛍光色がムラなく均一に混色される。また、このようにＹＡＧ蛍光体１０Ａに多数の石英粒子３０を混入することによって、ＹＡＧ蛍光体１０Ａの耐熱性を向上させることができ、ＹＡＧ蛍光体１０Ａが、各発光ダイオード素子４，６からの熱によって変質又は劣化してしまうのを防止することができ、発光ダイオード２Ａを長期間高い品質でもって使用することができる。この石英粒子３０は、光を透過及び拡散させる性質を有しており、かかる性質によって、各発光ダイオード素子４，６からの発光色及びＹＡＧ蛍光体１０Ａからの蛍光色を混色して得られる白色光の発光面積を増大させることができ、白色光の発光効率を向上させることが可能となる。このような石英粒子３０は、その粒径が０．５μｍ〜１５０μｍのものを用いることができ、このような粒径のものを用いることによって、各発光ダイオード素子４，６からの光及びＹＡＧ蛍光体１０Ａからの発光を所要の通りに散乱させることができる。
【００４８】
ＹＡＧ蛍光体１０Ａは、５〜５５重量％の多数の石英粒子３０を含むのが好ましく、このような構成比率とすることにより、各発光ダイオード素子４，６からの発光色及びＹＡＧ蛍光体１０Ａからの蛍光色を均一に混色することができるとともに、一般的に高価であるＹＡＧ蛍光体１０Ａの相対重量を低減させて発光ダイオード２Ａの製造コストを低減させることが可能となる。ＹＡＧ蛍光体１０Ａは、３０〜５５重量％の多数の石英粒子３０を含むのがより好ましく、特に、５０〜５５重量％の多数の石英粒子３０を含むのが最も好ましい。このようにＹＡＧ蛍光体１０Ａに多数の石英粒子３０を混入させることによって、上述した如く、ＹＡＧ蛍光体単体の特性とは異なる特性を示すようになり、その結果、非ＹＡＧ蛍光体（ＹＡＧ蛍光体単体に異物質を５重量％以上混入したものをいう）として機能するようになる。石英粒子３０の混入比率が多くなる程、非ＹＡＧ蛍光体としての特性を顕著に示すようになる。なお、石英粒子３０は、ニオブ（Ｎｂ）、酸化チタン（ＴｉＯ）又は三酸化二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）（図示せず）のうち少なくとも１つを拡散剤として含んでいることが好ましく、石英粒子３０にこのような拡散剤を混入させることにより、各発光ダイオード素子４，６からの発光色及びＹＡＧ蛍光体１０Ａからの蛍光色を効率よく拡散させることができ、混色性をより高めることが可能となる。
【００４９】
また、第２の実施形態の発光ダイオード２Ａでは、ＹＡＧ蛍光体１０Ａは、多数の窒化ガリウム粒子４０を含んでおり、これにより、赤橙色系発光ダイオード素子６からの赤橙色光のうち、赤色波長成分が窒化ガリウム粒子４０によって増大され、これにより発光ダイオード２Ａからの白色光のスペクトルのうち赤色の可視光の波長領域におけるスペクトルの強度を増大させることができる。この窒化ガリウム粒子４０の粒径は０．５μｍ〜１５０μｍであるのが好ましく、また５重量％〜２５重量％程度混入させるのが好ましい。
【００５０】
さらに、第２の実施形態の発光ダイオード２Ａでは、ＹＡＧ蛍光体１０Ａは、炭酸カルシウム４１を含んでおり、これにより、各発光ダイオード素子４，６からの発光色及びＹＡＧ蛍光体１０Ａからの蛍光色を混色して得られる白色光の色温度のうち、白色の色温度成分（約５２００Ｋ程度）を高めることができる。この炭酸カルシウム４１は、５重量％〜１５重量％程度混入させるのが好ましい。
【００５１】
第４リードフレーム１４ｄの取付部２０Ａに設けた取付凹部２２Ａの底部２４Ａの厚さ（肉厚）は、上述した第１の実施形態の取付凹部２２の底部２４の厚さよりも厚く構成されており、各発光ダイオード素子４，６が配設された取付凹部２２Ａの底部２４Ａの片面（図５において上側の面）はパッケージ１２の内部に配設され、またその他面は、パッケージ１２の外部に露出されている。このように取付凹部２２Ａの底部２４Ａの一部をパッケージ１２の外部に露出させることにより、取付凹部２２Ａに伝達された各発光ダイオード素子４，６からの熱を外部に効率よく放熱させることができ、露出される外部に空気流を流すことによって一層効率よく放熱させることができ、その結果、各発光ダイオード素子４，６を効率よく発光させることが可能となる。また、このように各発光ダイオード素子４，６からの熱を効率よく放熱させることができることから、発光ダイオード２Ａの発光出力を高めるために各発光ダイオード素子４，６に例えば約２００ｍＡ程度の大電流を供給することも可能となる。
【００５２】
本実施形態の発光ダイオード２Ａの発光について説明すると、青色系発光ダイオード素子４からの青色光、赤橙色系発光ダイオード素子６からの赤橙色光及びＹＡＧ蛍光体１０Ａからの蛍光はそれぞれＹＡＧ蛍光体１０Ａを透過する際に多数の石英粒子３０により散乱され、これにより各発光ダイオード素子４，６からの発光色及びＹＡＧ蛍光体１０Ａからの蛍光色がムラなく均一に混色されて白色光が発光される。また、赤橙色系発光ダイオード素子６からの赤橙色光のうち赤色波長成分は、ＹＡＧ蛍光体１０Ａ内の多数の窒化ガリウム粒子４０の作用によって増大されるので、発光ダイオード２Ａからの白色光のスペクトルのうち赤橙色の可視光の波長領域におけるスペクトルの強度が増大され、この白色光のスペクトルを自然光のスペクトルに近付けることができ、自然光に近い高い演色性を得ることが可能となる。したがって、この第２の実施形態においても、上述した実施形態と同様の作用効果を達成することが可能となる。
【００５３】
第３の実施形態
次に、図６及び図７を参照して、第３の実施形態の発光ダイオードについて説明する。図６は、本発明の第３の実施形態による発光ダイオードを示す斜視図であり、図７は、図６の発光ダイオードを示す概略断面図である。
【００５４】
第３の実施形態の発光ダイオード２Ｂでは、パッケージ１２Ｂは矩形状に構成され、その片面（図７において上側の面）にはすり鉢状の反射用凹部４２が設けられており、この反射用凹部４２の凹面には、各発光ダイオード素子４，６からの光を反射する凹面状反射面４４が形成されている。リードフレーム８Ｂは、プレート状の取付部２０Ｂと、この取付部２０Ｂより延びる第１〜第４リード部４６ａ〜４６ｄと、を備えている。取付部２０Ｂは、反射用凹部４２の開口部の中央部に配設されており、第１及び第２リード部４６ａ，４６ｂと第３及び第４リード部４６ｃ，４６ｄとはそれぞれ取付部２０Ｂの両端部より互いに反対方向に延びており、各リード部４６ａ〜４６ｄは、取付部２０Ｂより反射用凹部４２の開口部周縁部まで延びてパッケージ１２Ｂの内部を通り、その各一端部４８ａ〜４８ｄ（端子部として機能する）がパッケージ１２Ｂの他面より外部に突出されている。一対の青色系発光ダイオード素子４及び１個の赤橙色系発光ダイオード素子６は、取付部２０Ｂの片面（図７において下側の面）に所定の間隔を置いて三角状に配設されている。この取付部２０Ｂの片面には、第４リード部４６ｄと電気的に接続された共通電極パターン（図示せず）が設けられ、各発光ダイオード素子４，６の一方の電極（図示せず）は、Ａｇペースト（図示せず）を介してこの共通電極パターンに電気的に接続され、また他方の電極（図示せず）は、ボンディングワイヤ（図示せず）を介して第１〜第３リード部４６ａ〜４６ｃにそれぞれ電気的に接続されている。各発光ダイオード素子４，６の照射側には凹面状反射面４４が配設され、各発光ダイオード素子４，６と凹面状反射面４４との間（すなわち、反射用凹部４２内）には例えばエポキシ樹脂などから形成される透光性樹脂層５０が配設されている。また、パッケージ１２Ｂの反射用凹部４２の開口部は、ＹＡＧ蛍光体１０Ｂによって覆われており、このＹＡＧ蛍光体１０Ｂには、上述したのと同様に多数の石英粒子３０及び多数の窒化ガリウム粒子４０がそれぞれ混入されている。なお、上述した第２の実施形態と同様に、このＹＡＧ蛍光体１０Ｂに炭酸カルシウムを混入させるようにしてもよく、あるいは石英粒子３０にニオブ、酸化チタン又は三酸化二鉄などの拡散剤を混入させるようにしてもよい。
【００５５】
第３の実施形態による発光ダイオード２Ｂの発光について説明すると、各発光ダイオード素子４，６が発光されると、青色系発光ダイオード素子４からの青色光、赤橙色系発光ダイオード素子６からの赤橙色光が、透光性樹脂層５０を通して凹面状反射面４４にて反射され、この反射光は透光性樹脂層５０及びＹＡＧ蛍光体１０Ｂを透過する。青色系発光ダイオード素子４からの青色光、赤橙色系発光ダイオード素子６からの赤橙色及びＹＡＧ蛍光体１０Ｂからの蛍光は、ＹＡＧ蛍光体１０Ｂを透過する際に多数の石英粒子３０によって散乱され、これにより各発光ダイオード素子４，６からの発光色及びＹＡＧ蛍光体１０Ｂからの蛍光色が混色されて白色光が得られる。この白色光は、ＹＡＧ蛍光体１０Ｂよりパッケージ１２Ｂの外部へ照射され、これにより白色光が発光される。また、赤橙色系発光ダイオード素子６からの光のうち、赤色波長成分はＹＡＧ蛍光体１０Ｂ内の多数の窒化ガリウム粒子４０の作用により増大され、これにより発光ダイオード２Ｂからの白色光のスペクトルのうち赤色の可視光の波長領域におけるスペクトルの強度が増大される。したがって、上述した各実施形態と同様に、発光ダイオード２Ｂからの白色光のスペクトルを自然光のスペクトルにより近付けることができ、自然光に近い高い演色性を得ることが可能となる。
【００５６】
また、この第３の実施形態においては、各発光ダイオード素子４，６からの光を凹面状反射面４４で反射させ、この反射光を外部に放射するように構成されているので、各発光ダイオード素子４，６からの光を効率よく照明に寄与させることができ、発光ダイオード２Ｂの発光効率をより高めることが可能となる。
【００５７】
なお、ＹＡＧ蛍光体１０Ｂに混入する多数の窒化ガリウム粒子４０を省略し、第１の実施形態と同様に、赤橙色系発光ダイオード素子６のピーク波長を５６０ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲とすることにより、上述したのと同様の作用効果を達成することが可能となる。
【００５８】
第４の実施形態
次に、図８を参照して、第４の実施形態の発光ダイオードについて説明する。図８は、本発明の第４の実施形態による発光ダイオードを示す概略断面図である。
【００５９】
第４の実施形態の発光ダイオード２Ｃでは、パッケージ１２Ｃは矩形状に構成され、その片面（図８において上側の面）にはすり鉢状の反射用凹部４２が設けられており、この反射用凹部４２の凹面には、各発光ダイオード素子４，６からの光を反射する凹面状反射面４４が形成されている。このパッケージ１２Ｃにはリードフレーム８Ｃが設けられ、その構成は第３の実施形態と同様の構成である。
【００６０】
一対の青色系発光ダイオード素子４及び１個の赤橙色系発光ダイオード素子６は、リードフレーム８Ｃの取付部２０Ｂの片面（図９において下側の面）に所定の間隔を置いて三角状に配設されている。これら発光ダイオード素子４，６は、第３の実施形態と同様にしてこの取付部２０Ｂに取り付けられる。
【００６１】
各発光ダイオード素子４，６の照射側には凹面状反射面４４が配設される。各発光ダイオード素子４，６の照射側はＹＡＧ蛍光体１０Ｃによって覆われ、このＹＡＧ蛍光体１０Ｃと凹面状反射面４４との間（すなわち、反射用凹部４２内）には例えばエポキシ樹脂などから形成される第１透光性樹脂層５０Ｃが配設されている。また、パッケージ１２Ｂの反射用凹部４２の開口部は、例えばエポキシ樹脂などから形成される第２透光性樹脂層５１によって覆われている。なお、このＹＡＧ蛍光体１０Ｃには、上述したのと同様に多数の石英粒子３０及び多数の窒化ガリウム粒子４０がそれぞれ混入されている。なお、上述した第３の実施形態と同様に、このＹＡＧ蛍光体１０Ｃに炭酸カルシウムを混入させるようにしてもよく、あるいは石英粒子３０にニオブ、酸化チタン又は三酸化二鉄などの拡散剤を混入させるようにしてもよい。
【００６２】
第４の実施形態による発光ダイオード２Ｃの発光について説明すると、各発光ダイオード素子４，６が発光されると、青色系発光ダイオード素子４からの青色光、赤橙色系発光ダイオード素子６からの赤橙色光が、ＹＡＧ蛍光体１０Ｃ及び第１透光性樹脂層５０Ｃを通して凹面状反射面４４にて反射され、この反射光は第１透光性樹脂層５０Ｃ及び第２透光性樹脂層５１を透過する。青色系発光ダイオード素子４からの青色光、赤橙色系発光ダイオード素子６からの赤橙色及びＹＡＧ蛍光体１０Ｃからの蛍光は、ＹＡＧ蛍光体１０Ｃを透過する際に多数の石英粒子３０によって散乱され、これにより各発光ダイオード素子４，６からの発光色及びＹＡＧ蛍光体１０Ｃからの蛍光色が混色されて白色光が得られる。この白色光は、第２透光性樹脂層５１を通してパッケージ１２Ｂの外部へ照射され、これにより白色光が発光される。また、赤橙色系発光ダイオード素子６からの光のうち、赤色波長成分はＹＡＧ蛍光体１０Ｃ内の多数の窒化ガリウム粒子４０の作用により増大され、これにより発光ダイオード２Ｃからの白色光のスペクトルのうち赤色の可視光の波長領域におけるスペクトルの強度が増大される。したがって、上述した各実施形態と同様に、発光ダイオード２Ｃからの白色光のスペクトルを自然光のスペクトルにより近付けることができ、自然光に近い高い演色性を得ることが可能となる。
【００６３】
また、この第４の実施形態においても、第３の実施形態と同様に、各発光ダイオード素子４，６からの光を凹面状反射面４４で反射させ、この反射光を外部に放射するように構成されているので、各発光ダイオード素子４，６からの光を効率よく照明に寄与させることができ、発光ダイオード２Ｂの発光効率をより高めることが可能となる。
【００６４】
以上、本発明に従う種々の発光ダイオードの実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形乃至修正が可能である。
【００６５】
例えば、第１の実施形態において、赤橙色系発光ダイオード素子６のピーク波長を５６０ｎｍ〜６５０ｎｍと構成することに代え、ＹＡＧ蛍光体１０に窒化ガリウム粒子４０を混入するようにしてもよい。また、第２の実施形態において、ＹＡＧ蛍光体１０Ａに窒化ガリウム粒子４０を混入することに代え、赤橙色系発光ダイオード素子６のピーク波長を５６０ｎｍ〜６５０ｎｍと構成するようにしてもよく、あるいは、ＹＡＧ蛍光体１０Ａに混入する炭酸カルシウム４１を省略するようにしてもよい。あるいは、第１及び第２の実施形態において、赤橙色系発光ダイオード素子６のピーク波長を５６０ｎｍ〜６５０ｎｍとするとともに、ＹＡＧ蛍光体１０（１０Ａ）に多数の窒化ガリウム粒子４０を混入するようにしてもよい。
【００６６】
また例えば、第１の実施形態による発光ダイオード２においても、第２の実施形態と同様に、取付凹部２２の一部をパッケージ１２の外部に露出させるようにしてもよく、あるいは、第２の実施形態による発光ダイオード２Ａにおいて、取付凹部２２Ａの一部をパッケージ１２の外部に露出させないように構成するようにしてもよい。また、取付部２０（２０Ａ）（２０Ｂ）に設けた取付凹部２２（２２Ａ）の形状は、例えば円形状など、適宜の形状に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施形態による発光ダイオードの概略断面図である。
【図２】図１の発光ダイオードのＡ−Ａ’線による断面図である。
【図３】図１の各発光ダイオード素子からの光のスペクトルを示す図である。
【図４】図１の発光ダイオードからの白色光のスペクトルを示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態による発光ダイオードを示す概略断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態による発光ダイオードを示す斜視図である。
【図７】図６の発光ダイオードを示す概略断面図である。
【図８】本発明の第４の実施形態による発光ダイオードを示す概略断面図である。
【図９】従来の発光ダイオードからの白色光のスペクトルを示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ  発光ダイオード
４  青色系発光ダイオード素子
６  赤橙色系発光ダイオード素子
８，８Ｂ  リードフレーム
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ  ＹＡＧ蛍光体
１２，１２Ｂ，１２Ｃ  パッケージ
３０  石英粒子
３２  拡散層
４０  窒化ガリウム粒子
４２  反射用凹部
４４  凹面状反射面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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